磨床图片 平面磨床

一、影响磨床表面粗糙度的因素及其改善措施

1.与砂轮相关的因素

主要是砂轮的粒度和硬度以及砂轮的修整。

砂轮的粒度越细，砂轮单位面积的磨粒越多，磨削表面的缺口越细，表面粗糙度值越小。但如果粒度过细，容易堵塞砂轮，使表面粗糙度值增大，同时也容易产生波纹，造成烧伤。

砂轮硬度是指磨粒受到磨削力后从砂轮上脱落的难易程度。砂轮过硬，磨粒磨损后无法脱落，使工件表面受到强烈的摩擦和挤压，增加塑性变形，增加表面粗糙度值，易造成烧伤；砂轮太软，磨粒容易脱落，磨削效果减弱，表面粗糙度值也增大，所以要选择合适的砂轮硬度。

砂轮的修整质量与所使用的修整工具和修整砂轮的纵向进给量密切相关。砂轮修整是用金刚石去除砂轮外层钝化的磨粒，使磨粒刃口锋利，降低磨削表面粗糙度。另外，修整砂轮的纵向进给量越小，修整砂轮上切削的微刀片越多，轮廓越好，从而获得更小的表面粗糙度值。

2.与工件材料相关的因素

包括硬度、可塑性、导热性等。

工件材料的硬度、塑性和导热性对表面粗糙度有显著影响。铝、铜合金等软质材料容易堵塞砂轮，难以磨削。塑性高、导热性差的耐热合金容易使砂粒过早坍塌，导致磨削表面粗糙度增加。

3.与加工条件相关的因素

包括研磨剂量、冷却条件、加工系统的精度和抗振性。

磨削参数包括砂轮速度、工件速度、磨削深度和纵向进给。提高砂轮速度可能会使表面金属塑性变形的传播速度跟不上磨削速度，材料变形过晚，从而降低磨削表面的表面粗糙度值。随着工件速度、塑性变形和表面粗糙度的增加。磨削深度和纵向进给量越大，塑性变形越大，从而增加表面粗糙度值。砂轮在磨削时，温度较高，热量的作用占主导地位，所以切削液的作用非常重要。使用切削液可以降低磨削区的温度，减少烧伤，洗去脱落的沙粒和切屑，避免划伤工件，从而降低表面粗糙度值。但是，必须选择合适的冷却方法和切削液。

此外，对于外圆磨床、内圆磨床和平面磨床，主轴精度、进给系统精度和稳定性、整个机床的刚度和抗振性都与表面粗糙度密切相关。

二、砂轮的修整技巧

修整是对超硬砂轮的磨粒进行刃磨的过程。在这个过程中，需要去除磨粒与钝的砂轮磨粒之间的结合剂，使磨削性能强的砂轮磨粒从结合剂中突出，形成锋利的刃口。刃磨还必须去除砂轮表面气孔中的微小物质，防止作用在砂轮上的磨削力增大，引起振动，烧伤零件表面。

没有适当的刃磨，即使是最好的砂轮也不能获得高质量和尺寸一致性的加工零件。事实上，当你投资购买高质量的砂轮时，为了获得高磨削性能，修整好砂轮是非常重要的。

整形可以说是砂轮准备的一部分，与普通砂轮的刃磨同时进行。对于超硬磨料砂轮，这两个过程是分开进行的。首先，修整砂轮。在使用超硬砂轮进行磨削时，通过使用成形工具或辊子来进行成形，并且通常通过使用具有陶瓷结合剂的修整棒来进行修整。成型完成后，磨轮被磨尖。

在砂轮包括整形和刃磨之前，保证主轴轴承处于一定的温度(如砂轮的正常磨削状态)是非常重要的。这样可以避免损坏零件的几何形状，避免砂轮和修整工具的异常磨损。修整工具必须小心处理，因为它一般由坚硬、耐磨但易碎的金刚石材料制成，对轻微碰撞和应力引起的微小裂纹和破损非常敏感。

因为钻石成型机本身就是一把刀，所以需要保持非常锋利。用钝的修整工具修整砂轮表面会使砂轮变钝。为了保持高质量和锋利的金刚石修整工具，必须每隔一定的间隔将单点或具有锥形尖端的修整工具旋转1/8圈。旋转次数可以根据穿衣情况决定。根据经验，每天至少要轮换一次。对于凿头和成形精加工工具，一般需要旋转180度后才能钝化。

大多数外圆磨床都是把零件和砂轮放在一条水平线上。零件外圆的最高点和砂轮外圆的最高点称为零件/砂轮的接触点，金刚石修整工具要把砂轮修整得尽可能接近零件/砂轮的接触点。对于内圆磨床使用的砂轮，更重要的是将金刚石修整工具修整到接近砂轮外圆的最高点(即磨削孔时零件/砂轮的接触点)。

进行微加工

为了减少修整时间，似乎总有选择更大修整深度的诱惑。这是一个极其错误的想法。必须选择最合适的修整深度来修整砂轮。选择过大的修整深度会产生较高的切削温度，降低修整器的使用寿命，切断有用的砂轮层。最后的结果是修整器和砂轮都损坏了，适得其反。最佳修整量是经过几次修整后，能恢复砂轮的几何形状，并能产生良好的磨削刃。使用单点修整工具时，以10-15o的轴线倾斜角接触砂轮的直径方向。这样会让单点修整工具在有规律的旋转时有一个锐化的效果。多点接触的修整工具不需要倾斜这个角度。相反，修整工具的整个端面与砂轮的表面接触。

横向移动速度是修整工具在修整期间穿过砂轮表面的速度。它在加工零件所需的表面粗糙度和金属切削率方面起着关键作用。横向移动速度过慢，会造成砂轮堵塞，损坏零件的表面粗糙度和金属切削率。横向移动速度过慢也会引起砂轮振动，烧伤零件表面。均匀快速的横向运动速度可以修整砂轮表面，改善砂轮磨削性能，提高磨削效率，降低零件表面粗糙度。

保持凉爽

正确使用冷却液可以加快修整速度，提高修整效率。根据经验，3/8英寸直径的冷却剂可以带走修整器的大量热量，延长修整器的使用寿命。当金刚石修整工具通过砂轮时，安装冷却液喷嘴覆盖砂轮的整个表面或连续向金刚石修整工具添加冷却液。当修整工具接触到砂轮并开始修整时，切勿让修整工具退出冷却液。否则，金刚石修整工具会在冷热的极端温度变化下开裂或断裂。

使用过滤器对冷却液进行高精度过滤，可以避免冷却液中的污垢或碎屑反复循环。被污染的冷却液会使砂轮快速磨损，并增加砂轮的修整次数。只有在干磨削中(只有在这种情况下，金刚石修整工具的冷却才能被中断)，砂轮才能修整。每天工作前关掉冷却液后让砂轮空转动几分钟。这样可以防止砂轮断裂。

振动是穿衣的大敌。

在砂轮修整中，有效地减少振动，避免在砂轮表面留下修整痕迹，避免碰撞和损坏修整工具是非常重要的。这意味着砂轮必须是平衡的，这是由砂轮本身的结构特点决定的。不均匀的密度和整个砂轮的几何形状会影响砂轮的固有平衡。因此，选择高质量的砂轮也是非常重要的。如果是高质量的砂轮，只要安装得当就能保持很好的砂轮平衡。根据砂轮厂家的出厂说明，砂轮标有向上的箭头，表示粗平衡后砂轮的光端朝向。然后用户可以注意按照箭头方向修整砂轮，使其达到动态平衡。即使注入冷却液，有时也能帮助砂轮保持平衡。

为了进一步避免振动，需要保证修整工具牢固地夹紧在夹具座上，并保持最小的伸出量，以保证修整工具具有足够的刚度。如果金刚石工具夹紧不牢，会引起振动和噪音，在零件表面产生波纹，使零件表面变形，损坏修整工具。

超硬砂轮在磨削前必须修整和磨尖。遵循本文介绍的经验将有助于您的砂轮产生最佳的磨削效果。

三、磨床精度对工件加工精度的影响

磨床的几何精度、刚度、热变形、运动稳定性和抗振性将直接影响工件的加工精度。

1.磨床的几何精度

指无承载负荷时各部件的运动精度和相互位置精度。机床不可能做到绝对精确，总有或多或少不可避免的误差。这种误差在工件加工时会不同程度的反映在工件上，影响工件的加工精度。一般有主轴的径向跳动和轴向移动，工作台等运动部件的直线度，工作部件的相互位置误差和传动误差等等。

砂轮主轴的径向跳动和轴向跳动以及磨床主轴箱的运动误差较大，不仅影响磨削后工件的表面粗糙度，还会造成工件的圆度和端面跳动，导致磨削时火花不均匀。当工作台在不垂直的垂直面内运动时，工件母线的直线度在内外圆磨床上会受到影响，平面磨床磨削平面时工件的平面度误差较大。外圆磨床的砂轮主轴轴线中心线和内圆磨床的砂轮主轴轴线中心线不等于工件主轴箱轴线中心线，磨削内外锥面时工件母线为双曲线。砂轮主轴轴线中心线与工作台移动方向不平行，影响磨削后工件端面的平整度。磨床的传动误差对螺纹磨削和齿轮磨削的加工精度影响很大。

2.研磨机的刚度

是指磨床的零件在承受外力(磨削力)时抵抗变形的能力。也就是说，在磨削力相同的情况下，零件变形越小，刚度越大。反之，零件的大变形意味着零件的刚度小。这些变形破坏了磨床的静态原始几何精度，会造成工件的加工误差。所以刚性好的机床加工精度高。

3.热变形

研磨机内部热源分布不均匀，运动中各部分产生的热量不同。外部热源对机床各部分的影响也不同，零件的热膨胀系数也因材料不同而不同，导致机床各部分的形不同，降低了机床原有的几何精度，影响了工件的加工精度。因此，最好将精密磨床安装在恒温室内，以防止温度变化影响机床和工件的精度。

4.磨床移动部件爬行

磨床工作台的砂轮架等运动部件作微循环进给或低速连续运动时，会出现运动不均匀的现象，俗称爬行。磨床出现这种现象时，磨削过程中的进给量不均匀，影响工件的磨削表面粗糙度。

5.研磨机的振动

磨床在磨削过程中产生振动，使砂轮与工件的相对位置发生周期性变化，使工件表面产生振动，严重影响加工质量和精度。

为了提高磨削后工件的精度，除了努力消除上述因素的影响外，还必须注意工件加工中定位基准的合理选择、装夹方法、砂轮的选择和正确修复、磨削用量和工艺方法的合理选择。

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